국내 연구진이 고체 표면의 물방울에서 생기는 미세한 '젖음주름'의 형성원리를 규명했다.

젖음주름은 고체에 액체를 떨어뜨렸을 때 액체·기체와 맞닿는 경계면의 고체 표면이 뾰족하게 솟아오르는 것을 말한다. 나뭇잎 위의 이슬이나 피부에 바르는 에센스 방울, 눈에 넣는 점안액 등에서 나타난다. 이번 연구 성과는 생체·나노 연구 등에 폭넓게 응용될 것으로 기대된다.

미래창조과학부는 포항공대 신소재공학과 제정호 교수와 박수지 박사과정 연구원이 이러한 연구 성과를 냈다고 22일 밝혔다.

지금까지는 젖음주름의 존재 자체만 확인됐을 뿐 정확한 형성원리는 규명되지 않았다.

연구팀은 나노해상도를 가진 투과엑스선현미경을 이용해 실리콘젤 표면 위의 물방울에 형성된 젖음주름의 영상을 확보하고서 그 형태와 생성원리를 밝혀냈다.

현미경으로 관찰해보니 젖음주름의 모양은 꼭지점이 갈고리처럼 휘어진 비대칭 삼각형이었다. 이러한 형태는 꼭지점에 작용하는 액체·고체·기체의 계면장력에 의해 결정됐다. 연구팀은 고체 표면이 무를수록 꼭지점이 높은 곳에서 형성된다는 사실도 확인했다.

이번 연구는 세포의 증식·분화·성장에 영향을 미칠 수 있는 세포의 젖음현상을 규명할 실마리를 제공하고 세포를 젖음주름에 가두는 등의 세포공학적 응용 연구에도 도움을 줄 것으로 기대된다. 나노구조물 제작이나 반도체·항공기 부품 등의 표면처리제 개발 등에도 적용될 수 있다.

제정호 교수는 "이번 연구 성과는 젖음현상에서의 힘의 균형을 설명함과 동시에 무른 고체표면 위에서 나타나는 특이젖음 현상을 이해하는 밑거름이 될 것"이라고 말했다.

이 성과는 이달 10일 네이처 자매지인 '네이처 커뮤니케이션스' 온라인판에 실렸다.